基于静载试验标定拱桥吊杆索力计算长度研究

采用振动法测试吊杆索力,计算长度取值对计算结果影响较大。一般的桥梁检测中经常按经验取值,存在随意性,有误判的可能。本文利用振动法计算吊杆索力的常用公式,反推出吊杆索力计算长度的标定公式,然后针对吊杆索力进行静载试验,测试吊杆加载前后的频率及吊杆长度,再根据吊杆长度的变化量计算出吊杆索力增量,并根据该增量与频率的关系,计算出吊杆索力的计算长度,最后代回到吊杆索力的计算公式,计算出吊杆在恒载作用下索力。虽然该方法得出的计算长度也受测试条件和精度的影响,但其原理简单、技术要求难度不高,并且可以一桥一标定,能较好地反映吊杆的实际情况,实例表明,对新建桥梁测试吻合度较好,也可推广应用于旧桥吊杆索力的检测计算。     

基于索梁组合结构的悬索桥锚跨段索力修正算法

在悬索桥锚跨段索力测试中,传统的振弦法将锚跨段索振动看作为理想弦振动,忽略了锚跨段拉杆的抗弯刚度,带来了较大的索力测量计算结果误差。为了求解更加精确的锚跨段索力值,保证悬索桥主缆索力监控的精确性、成桥阶段主缆线型的准确性和吊索索力的均匀分布,通过分析索梁组合结构模型,建立了锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合力学模型,运用主缆振动频率的索力计算方法,运用Hamilton变分原理推导提出悬索桥锚跨段,锚跨拉杆与锚跨主缆的索梁组合结构的索力修正算法。分析了锚跨拉杆与索连接处的边界条件问题,保持索梁连接处为铰接状态,不改变边界条件的物理属性。基于Mathematica数学计算软件上,设计求解程序并求解索梁组合结构振动矩阵方程,得出对应索梁组合结构频率的索力值的数值解。通过对比分析数据理论计算、有限元分析软件及恩施水布垭清江特大悬索桥实际工程实例测量结果,来验证考虑悬索桥锚跨段拉杆的抗弯刚度修正算法的合理性。研究结果表明:相对于传统的索力测试简化算法,运用索梁组合结构推导的锚跨段索力计算公式,可以更准确地表达索力、锚跨拉杆抗弯刚度和索力基频之间的关系,进而减小因为拉杆抗弯刚度所带来的索力计算结果的误差,得到更加符合实际主缆张拉状态的索力值。     

大跨度拱桥吊杆索力的测试研究

以某一大跨度拱桥吊杆索力的测试为例,介绍了吊杆索力测试方法,并在频率法测索力的基础上,统一用一个吊杆计算长度的修正值进行实测索力的修正.结果表明:此法简单可靠,可为类似拱桥索力测量提供借鉴作用.     

下承式钢坦拱桥索力测试与分析

天津市友谊路立交主桥是一座下承式无风撑坦拱钢拱桥,该文采用频率测定法对该桥成桥恒载下的吊杆索力进行测定,并运用索力分析理论和有限元法计算吊杆索力,通过比较分析,结果表明该桥的吊杆索力满足设计要求。在建模分析及吊杆索力计算时就如何考虑锚固形式、计算长度和刚度的影响进行了介绍,具有一定的借鉴意义。     

大跨度拱桥变截面吊杆索力的分析与识别

上海亭枫公路跨平申线航道的三跨30 m+120 m+30 m连续钢桁架拱桥采用变截面吊杆，其施工过程索力的准确识别具有一定的技术难度，需要有效的理论分析结合实际工程经验来解决。利用等截面吊杆索力的计算公式，结合SAP2000变截面吊杆有限元模型的参数分析结果，推导出不同规格的吊杆基准等效长度。根据吊杆基准等效长度和实测频率，采用一端固定、一端铰接的索力计算公式计算索力，并与相应阶段的设计索力进行比较，可以得到主桥吊杆索力基本符合设计要求。     

双层索面人行悬索桥状态反演研究

悬索桥的检测,由于吊杆力、索力难以直接测量,一般通过测量主缆的线形来确定悬索桥的状态.采用桥面索的人行悬索桥,存在两个承力索面,即塔顶索面和桥面索面.这两个索面和吊杆组成了索-吊杆超静定体系,其受力分析较为复杂.以某人行桥为工程背景,研究双索面人行悬索桥的内力反演问题,提出了一种根据实测线形反演索力的优化方法,与静载试验结果对比,说明了该方法的适用性.     

钢桁架悬索桥检测与评估

通过对某运营25年的钢结构悬索桥的外观检查、主缆线形和钢桁架变形测量及现场结构动力特性试验,从桥梁结构外观现状、主缆安全系数、钢桁架的变形和静动力特性等诸方面分析了该桥目前的实际工作状态,并做了较为全面的性能评估,可为该桥今后的运营管理及扩能改造提供参考。     

基于频率法对钢箱提篮拱桥吊杆索力测试研究

根据钢箱提篮拱桥的吊杆振动特性,基于频率法基本理论,推导出考虑抗弯刚度但不体现抗弯刚度的索力计算公式。阐述了索力动测仪基本原理,研究了两端连接件体积或者自重较大的边吊杆计算长度取包含连接件的全长和去除连接件后的索长时引起的相对油泵标定误差,对比分析工程实例中采用索力动测仪、油压千斤顶法、改进的频率法实测结果误差。结果表明:当吊杆包含连接件长度的全长小于13.303 m时,吊杆计算长度可取索长,其他吊杆计算长度取包含连接件长度的全长可得到较为精确的结果;推导后的考虑抗弯刚度的索力计算公式能满足工程实际需要,可广泛应用于钢箱提篮拱桥结构吊杆索力计算。     

刚性索悬索桥主缆张拉施工控制方法

为掌握刚性索悬索桥施工过程中桥梁真实的应力和线形状态,针对刚性索悬索桥的主缆在塔上张拉,其索力形成机理为主动受力的特点,研究计入主缆外包钢套筒、吊杆外包钢套筒作用的主缆张拉有限元法,并采用该方法对无应力索长控制法、张拉力控制法、塔顶有效索力控制法和跨中有效索力控制法4种主缆张拉控制应力方法确定的成桥状态进行比较。结果表明:无应力索长法与张拉力控制法的索力差距十分微小、主缆的存余有效索力与常规悬索桥模型的较为接近、成桥状态的变形最小,较利于结合构件安装线形的调整控制成桥线形。经有限元模拟和张拉控制应力修正,对某刚性索悬索桥进行了施工控制,结果表明实桥测试数据与理论计算符合良好。     

梁拱组合体系桥吊杆张拉控制

梁拱组合体系桥充分发挥梁受弯、拱受压的结构特性及其组合作用,结构受力较为复杂,为使成桥内力及线性符合设计要求,吊杆张拉控制非常重要。为避免多次张拉,利用有限元计算软件MIDAS CIVIL建立全桥施工阶段模型,据现场实测不断对理论模型进行修正。假定吊杆初张力及张拉顺序,进行正装迭代分析,比选吊杆张拉最佳方案。在吊杆张拉过程中利用频率法测量吊杆索力变化,对主梁及拱肋应力应变、主梁及拱肋变形进行同步监测。实践证明,根据优化方案进行吊杆张拉,可以满足拱肋、主梁受力及线性要求,成桥后索力与设计索力在误差允许范围之内,避免了吊杆多次张拉调整。     

洛阳瀛洲大桥中承式系杆拱桥施工监控

洛阳瀛洲大桥主跨为中承式系杆拱桥,其拱肋采用空间倒三角截面形式的钢管混凝土桁架。在施工过程中,对结构应力、位移、系杆索力进行监控,通过计算分析与实测数据以及模型试验的对比分析,修正计算模型,确保结构在各工况下的受力和变形处于合理状态。通过分析工序变更对结构的影响,优化了工序。同时采用影响矩阵法,得出了吊杆的张拉顺序以及相应的张拉控制力,较好地实现了对吊杆索力控制的目标。     

铜瓦门大桥吊杆损伤对索力变化的影响研究

吊杆损伤是中承式钢管混凝土提篮拱桥的常见损伤。由于吊杆损伤对索力以及自振频率均有明显影响,所以吊杆损伤的定位以及定量分析对桥梁检测至关重要。文中以铜瓦门大桥为背景工程,在有限元基准模型的基础之上,采用弹性模量折减法计算分析典型吊杆损伤组合对全桥吊杆索力变化的影响,对获取的大量计算数据加以提炼总结,得到了对吊杆损伤评估具有参考意义的结论。     

自锚式悬索桥缆索体系施工技术

以浙江永康溪心桥为例介绍了自锚式悬索桥的缆索体系施工技术，对包括索鞍、索段锚箱、主缆、索夹和吊杆安装、主缆线形及吊杆索力调整、主缆紧缆进行了阐述，在类似结构桥梁施工中具有一定的借鉴作用。     

广东汕头海湾大桥吊索更换计算分析

汕头海湾大桥吊索钢丝绳出现锈蚀、涂装局部老化、剥落等病害。拟对大桥的所有吊索进行更换。采用结构空间分析有限元软件,建立空间分析模型,模拟设置桥面钢桁架,对不中断桥面交通的工况进行计算分析,以研究施工的难点及可行性。计算分析结果表明:在实际更换过程中,主缆、主梁的内力与几何外形数据均与计算值相符,全桥结构安全、状态可控,吊索索力偏差符合要求。换索后的桥梁使用状况良好,达到了设计的预期目标。     

独塔人行悬索桥升级改造设计

陕西省汉中市独塔人行悬索旧桥锚碇端部间距为69.394 m,总宽2.15 m,钢桁架主梁和吊杆锈蚀严重.为提升汉中市独塔人行悬索桥的景观效果,在充分论证和有限元分析基础上,提出该桥的升级改造方案.利用原有的主塔、主缆、锚碇,拆除锈蚀严重的钢桁架主梁、吊杆和木质桥面板,采用纵横梁格体系主梁和玻璃桥面板,增设了抗风主索和抗风拉索.采用桥梁专用有限元分析软件Midas/Civil 2019,构建旧梁拆除和新桥计算分析模型.计算结果表明:桥梁旧桥拆除施工顺序可行,新桥各构件应力和变形满足规范要求.     

频率法吊杆索力测量计算方法研究

系杆拱桥中吊杆索长均较短,对于短索索力的计算存在相当的难度。对某系杆拱桥吊杆索力基于频率法测试时采用的几种计算模型进行比较分析,同时分析吊杆长细比对模型计算精度的影响规律,得出与吊杆长细比相对应的索力计算模型,可满足工程精度要求。     

频率法测连续梁拱桥吊杆索力影响因素研究

为了准确地测出连续梁拱桥吊杆的基频,进而推算出吊杆索力,基于弦振动理论,建立考虑轴向力影响的弯曲振动偏微分方程,对风荷载及吊杆有效计算长度2个重要参数进行了研究,通过实桥在有风与无风条件下的实测数据与理论计算值进行对比分析。结果表明:采用频率法测吊杆基频时,吊杆上不能有横向外荷载作用;提出按分段修正的方法计算吊杆的有效长度,进而根据修正后的有效计算长度计算吊杆的理论基频,按此方法计算所得的吊杆理论基频与无风条件下的实测基频值误差较小。     

空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工控制

体系转换是悬索桥施工中的关键工序,决定着结构体系能否实现自锚.空间主缆自锚式悬索桥体系转换过程中主缆的横桥向位移、吊索转角和吊杆之间的相互影响较大,使得吊索张拉过程极其复杂.该文依托哈尔滨市阳明滩大桥——556 m五跨双塔空间主缆自锚式悬索桥,针对空间主缆自锚式悬索桥体系转换施工过程中的结构受力和变形特点,遵循体系转换方案的原则,分析了两种张拉方案,即从短索开始张拉和从长索开始张拉.运用有限元软件Midas Civil建立全桥模型,综合考虑成桥目标、结构受力安全等原则,给出了具体的吊索张拉路径.张拉过程中根据索力和位移两个参数的敏感性,对于不同的施工阶段,采用不同的控制原则.主缆放张尝试,完成吊索张拉,依据吊索无应力长度不变的原则,进行吊索微调.阳明滩大桥体系转换结束后,吊索索力误差在7％以内,主缆线形误差在5 cm以内,主梁线形误差最大值为5.9 cm.     

基于高精度工程测量的吊杆力精确测试技术研究

该文研究了当前常用的吊杆力、索力测试方法,并且对他们的特点进行了总结和分析。提出了从吊杆、拉索的伸长量的角度来间接计算出吊杆力、索力大小的方法研究。主要探讨了外业数据采集以及内业数据处理,垂度以及温度的影响与修正,吊杆力、索力计算公式以及修正等几个方面。在川杨河桥施工监测的工程实例中,进行了16根吊杆力的测试,并且与理论值以及频率法测试值进行了比较。比较结果表明,此方法能够取得较好的测试结果。与频率法比较,此方法在短吊杆力测试上具有一定的优势。     

自锚式悬索桥吊杆索更换关键技术

抚顺天湖大桥为(15+70+160+70+15)m自锚式混凝土悬索桥。该桥吊杆索索力偏差较大、锚头锈蚀严重、索道管内防腐体系完全失效、部分吊杆索PE护套破裂,急需更换吊杆索。换索过程中,针对该桥独有采用钢丝绳主缆和索夹易下滑的特点,设置了临时阻移装置;为方便施工设置了主缆吊架、梁端平台等临时施工平台。吊杆索更换原则为换索前后索力等量替换,并根据吊杆索索长较短的特点采用钢丝绳线锤的方式测量相对高差。调索阶段通过调整索力和高程将桥梁线形调整至设计预期。通过采取以上措施,顺利完成了吊杆索更换。